Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной систем.pdf

Рассмотрим функционирование первых трех программных пакетов.

2 Описание работы программных пакетов для объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы

В рамках данной главы будет представлено описание разработки диаграмм языка UML, как метода объектно-ориентированного подхода, в трех различных программных пакетах:

• Rational Rose;
• StarUML;
• MS Visio.

В качестве предметной области для примера применения объектно-ориентированного подхода была выбрана информационная система покупки товара в магазине.

Выполним построение для выбранной предметной области три диаграммы [6]:

• вариантов использования (прецедентов, сценарии выполнения);
• классов (статическая структура);
• деятельности.

2.1 Описание работы в пакете MS Visio

Microsoft Visio – редактор диаграмм для Windows. Использует векторную графику для создания диаграмм. Доступен в двух версиях: стандартной и профессиональной.

Стандартная и профессиональная версия используют тот же интерфейс, но вторая имеет дополнительные шаблоны для более продвинутых диаграмм и выходных форматов, а также уникальную функциональность для простого присоединения пользователя к данным различных исходных форматов, которые должны быть отражены диаграммой [3].

Microsoft Visio может стать помощником в решении трех основных задач: в анализе сложных данных, в графическом представлении данных и в обмене этими данными между пользователями. Основной способ представления данных в Visio - это векторные фигуры, на основе которых строится диаграмма или план. Для удобства фигуре сгруппированы по тематическим категориям, в каждой из которых можно увидеть похожие по внешнему виду или по теме элементы [3]. Фигуры является основным, но не единственным средством для представления данных в Visio. Кроме них можно использовать текст и числовые данные, графические элементы и форматирование цветом.

На рисунке 1 отображен вид начальной страницы Microsoft Visio Professional 2010.

Рисунок 1 - Microsoft Visio Professional 2010

Основной способ представления данных в Visio - это векторные фигуры, на основе которых строится диаграмма или план. Для удобства фигуры сгруппированы по тематическим категориям, в каждой из которых можно увидеть похожие по внешнему виду или по теме элементы. Фигуры отражаются на одноименной области задач. Для добавления фигуры в проект нужно просто перетащить ее на рабочую область, после чего можно откорректировать ее размеры, задать свойства и параметры отображения [3].

Фигуры является основным, но не единственным средством для представления данных в Visio. Кроме них можно использовать текст и числовые данные, графические элементы и форматирование цветом.

Самый удобный способ начать работу с Visio - создать документ на основе шаблона. При загрузке шаблона на область задач «Фигуры» подгружаются те категории графических элементов, которые могут вам понадобиться в процессе создания диаграммы, плана или карты выбранного типа.

На рисунке 2 отражена вкладка с перечнем готовых шаблонов в Microsoft Visio Professional 2010.

Рисунок 2 - Вкладка с перечнем готовых шаблонов

Пользователю доступны следующие шаблонные группы [3]:

• общие;
• бизнес;
• блок-схема;
• карты и планы этажей;
• программы и базы данных;
• расписания;
• сеть;
• техника.

Каждая категория имеет свой перечень шаблонов, который используется для представления объектов конкретной области [3]. Для построения диаграмм языка UML необходимо выбрать раздел «Программы и базы данных» (рис.3).

Рисунок 3 – Раздел «Программы и базы данных»

Из представленного перечня необходимо выбрать «Схема модели UML», пользователю предоставляется рабочий лист с перечнем диаграмм, которые можно построить в MS Visio (рис.4). В данном пакете можно построить следующие диаграммы:

• деятельности;
• взаимодействия;
• компонентов;
• топологии;
• последовательности;
• состояний;
• статическая структура (классов);
• сценария выполнения.

Рисунок 4 – Диаграммы UML

Представим построение диаграммы вариантов использования. Используя диаграмму использования можно определить:

• сценарии, в которых система или программа взаимодействуют с отдельными лицами, организациями или внешними системами;
• цели, которые делают эти достижения проще;
• объем системы.

Диаграмма вариантов использования оперирует такими понятиями как актер, вариант использования (прецедент) [2].

Актер представляет собой потенциального пользователя системы, рассматриваемой как единое целое, или пользователя только определенного фрагмента системы (подсистемы или даже отдельного класса).

Актер может взаимодействовать с системой различными (своими) способами. Каждый из этих методов называется вариантом использования и представляет собой последовательность действий, выполняемых системой, в результате которых наблюдаемые результаты доставляются субъекту.

На рисунке 5 представлена фигуры, которые будут использоваться при построении диаграмм вариантов использования.

Рисунок 6 – Фигуры для построения диаграммы

При построении данной диаграммы в пакете MS Visio необходимо выбрать соответствующую фигуру и перенести на рабочий лист, потом выполнить соединение фигур линиями связи.

При добавлении актера на диаграмму, необходимо определить его свойства – имя, атрибуты, операции, ограничения и т.п.

На рисунке 7 представлено окно определения свойств актера.

Рисунок 7 – Свойства актера

В аналогичном окне определяются свойства варианта использования (рис.8).

Рисунок 8 – Свойства вариантов использования

На рисунке 9 представлена построенная диаграмма.

Рисунок 9 – Диаграмма вариантов использования

На рисунке представлены актеры и варианты использования, а также связи, на данном рисунке представлены два типа связи: использование и расширение.

Представим разработку диаграммы классов. Класс - это именованная коллекция объектов со сходными свойствами: семантика, атрибуты, поведение, отношения с другими объектами и т. Д.

Класс - это именованное описание группы объектов со схожими свойствами. Согласно этому определению, класс не является набором объектов, но используется для объявления объектов [6].

Можно выделить два подхода к построению диаграммы классов. Первый из этих подходов делает упор на структуры данных, поэтому сначала идентифицируются объекты и классы, а затем отношения между классами (обобщение-специализация и ассоциации) и атрибутами, методами и т.д. Эти действия выполняются итеративно, порядок их выполнения зависит от стиля работы аналитика и от конкретной проблемы [5].

Во втором подходе акцент делается больше на функциональности системы, поэтому сначала определяются функции, которые должна выполнять система, и только на более позднем этапе определяются классы, отношения, атрибуты и методы.

На рисунке 10 представлены фигуры, которые используются при построении диаграммы классов.

Рисунок 10 – Фигуры для построения диаграммы классов

При формировании классов вызывается окно свойств, в котором можно задать различные параметры класса (рис.11).

Рисунок 11 – Окно свойства класса

На рисунке 12 представлен созданный класс.

Рисунок 12 – Созданный класс

На рисунке 13 представлена созданная диаграмма классов.

Рисунок 13 – Диаграмма классов

Классы связаны связями, при создании связи необходимо указать концы связи, их может быть два, в некоторых случаях их можно не указывать.

На рисунке 14 представлены фигуры диаграммы деятельности. Диаграмма действий - это ориентированный граф, вершинами которого являются действия, соответствующие операциям, выделенным во время обработки, а дуги описывают переходы между действиями. Можно сказать, что граф активности представляет собой конечный автомат, основной задачей которого является не представление состояний объекта, а моделирование потоков операций [4].

Рисунок 14 – Фигуры диаграммы деятельности

На рисунке 15 представлена разработанная диаграмма деятельности. Диаграмма разделена дорожками для лучшего восприятия и определения деятельности, которая характерна определенному объекту. При добавлении состояния необходимо указать его название, для отображения связей используется поток управления [1]. Динамика любого процесса подразумевает ветвление процесса, для этого в данной диаграмме используется фигура решение, которая имеет один вход и два выхода.

Рисунок 15 – Диаграмма деятельности

Разработка диаграмм в пакете MS Visio отличается простотой и позволяет выполнить построение всех необходимых диаграмм.

2.2 Описание работы в пакете Rational Rose

Пакет Rational Rose является специализированным программным решением для объектно-ориентированного проектирования. Данный пакет отличается высокой функциональностью, и в отличии от ранее рассмотренного программного решения, предназначен для построения диаграмм языка UML. С помощью данного пакета возможно получение программного кода из разработанной модели на выбранном языке программирования. Rational Rose поддерживает генерацию кода для следующих языков высокого уровня [5]:

• С++;
• Java;
• XML;
• и другие.

При запуске данного средства пользователю предоставляется главное окно программы (рис.16).

Рисунок 16 – Главное окно программы

В левой части экрана отображается дерево модели – перечень диаграмм созданных пользователем, по центру отображается окно, в котором выполняется построение диаграмм.

В пакете Rational Rose диаграммы ранжируются по группам (рис.17).

Рисунок 17 – Группа моделей

Для того, чтобы создать диаграмму, необходимо выбрать к какой группе будет принадлежать модель, вызвать контекстное меню правой кнопкой мышки, выбрать в меню команду New и отобрать ту диаграмму, которую будут строить (рис.18).

Рисунок 18 – Создание диаграммы

При создании диаграммы вариантов использования (use case diagram) появляется набор инструментов, который позволяет выполнять построение данной диаграммы. Инструменты находятся посредине между деревом диаграмм и рабочей областью (рис.19).

Рисунок 19 – Инструменты для построения диаграммы вариантов использования

В отличии от Visio, в Rational Rose необходимо выбрать фигуру, а затем кликнуть на том месте рабочего листа, где ее необходимо переместить. При двойном нажатии мышке на новой фигуре вызывается окно свойств фигуры, в котором можно задать следующие параметры:

• название;
• атрибуты;
• операции;
• связи;
• компоненты и другое (рис.20).

Рисунок 20 – Определение свойств актера

Таким же образом определяются свойства вариантов использования. при установке связей между элементами диаграммы необходимо установить свойства связей (рис.21).

Рисунок 21 – Свойство связи

На рисунке 22 представлена разработанная диаграмма.